Звезды по цвету примеры. Белые звезды: названия, описание, характеристики. Эпсилон Большой Медведицы
Разноцветные звезды на небе. Снимок с усиленными цветами
Цветовая палитра звезд широка. Голубые, желтые и красные — оттенки видны даже сквозь атмосферу , обычно искажающую очертания космических тел. Но откуда берется цвет звезды?
Происхождение цвета звезд
Секрет разноцветности звезд стал важным орудием астрономов — цвет светил помог им узнать поверхности звезд. В основу легло примечательное природное явление — соотношение между вещества и цветом излучаемого им света.
Наблюдения на эту тему вы уже наверняка сделали сами. Нить маломощных 30-ваттных лампочек горит оранжевым светом — а когда напряжение в сети падает, нить накала едва тлеет красным. Более сильные лампочки светятся желтым или даже белым цветом. А сварочный электрод во время работы и кварцевая лампа светятся голубым. Однако смотреть на них ни в коем случае не стоит — их энергия настолько велика, что может с легкостью повредить сетчатку глаза.
Соответственно, чем горячее предмет, тем ближе его цвет его свечения к голубому — а чем холоднее, тем ближе к темно-красному. Звезды не стали исключением: такой же принцип действует и на них. Влияние звезды на ее цвет очень незначительное — температура может скрывать отдельные элементы, ионизируя их.
Но именно излучения звезды помогает выяснить ее состав. Атомы каждого вещества имеют свою уникальную пропускную способность. Световые волны одних цветов беспрепятственно проходят сквозь них, когда другие останавливаются — собственно, по блокированным диапазонам света ученые и определяют химические элементы.
Механизм «окрашивания» звезд
Какова физическая подоплека этого явления? Температура характеризуется скоростью движения молекул вещества тела — чем она выше, тем быстрее они движутся. Это влияет на длину , которые проходят сквозь вещество. Горячая среда укорачивает волны, а холодная — наоборот, удлиняет. А видимый цвет светового луча как раз определяется длиной световой волны: короткие волны отвечают за синие оттенки, а длинные — за красные. Белый цвет получается в итоге наложения разноспектральных лучей.
Звезды, которые мы наблюдаем, различаются как по цвету, так и по яркости свечения. Яркость звезды зависит как от ее массы, так и от расстояния до нее. А цвет свечения зависит от температуры на ее поверхности. Самые «холодные» звезды имеют красный цвет. А самые горячие – голубоватый оттенок. Белые и голубые звезды - наиболее горячие, их температура выше, чем температура Солнца. Наша звезда Солнце относится к классу желтых звезд.
Сколько же звезд на небе?
Подсчитать даже хотя бы примерно количество звезд в известной нам части Вселенной практически невозможно. Ученые могут лишь сказать, что в нашей Галактике, которая называется «Млечный Путь», может быть около 150 миллиардов звезд. А ведь есть еще и другие галактики! Зато гораздо более точно людям известно количество звезд, которые можно увидеть с поверхности Земли невооруженным глазом. Таких звезд около 4,5 тысяч.
Как рождаются звезды?
Если звезды зажигают, значит это кому-нибудь нужно? В бескрайнем космическом пространстве всегда есть молекулы простейшего вещества во Вселенной – водорода. Где-то водорода меньше, где-то больше. Под действием сил взаимного притяжения молекулы водорода притягиваются друг к другу. Эти процессы притяжения могут длиться очень долго – миллионы и даже миллиарды лет. Но рано или поздно молекулы водорода притягиваются настолько близко друг к другу, что образуется газовое облако. При дальнейшем притяжении в центре такого облака начинает повышаться температура. Пройдут еще миллионы лет, и температура в газовом облаке может подняться настолько, что начнется реакция термоядерного синтеза – водород начнет превращаться в гелий и на небосводе появится новая звезда. Любая звезда – это раскаленный газовый шар.
Продолжительность жизни у звезд существенно различается. Ученые выяснили, что чем больше масса новорожденной звезды, тем меньше срок ее жизни. Срок жизни звезды может составлять как сотни миллионов лет, так и миллиарды лет.
Световой год
Световой год – это расстояние, которое преодолевает за год луч света, летящий со скоростью 300 тысяч километров в секунду. А в году 31536000 секунд! Так вот, от ближайшей к нам звезды под названием Проксима Центавра луч света летит более четырех лет (4.22 световых года)! Эта звезда находится от нас в 270 тысяч раз дальше, чем Солнце. А остальные звезды находятся гораздо дальше - в десятках, сотнях, тысячах и даже в миллионах световых лет от нас. Именно поэтому звезды кажутся нам такими маленькими. И даже в самый мощный телескоп они, в отличие от планет, всегда видны, как точки.
Что такое «созвездие»?
С древних времен люди смотрели на звезды и видели в причудливых фигурах, которые образуют группы ярких звезд, образы животных и мифических героев. Такие фигуры на небосводе стали называть созвездиями. И, хотя на небосводе звезды, включаемые людьми в то или иное созвездие, зрительно находятся рядом друг с другом, в космическом пространстве эти звезды могут находиться на значительном удалении друг от друга. Самыми известными созвездиями являются Большая и Малая Медведицы. Дело в том, что в созвездие Малая Медведица входит Полярная звезда, на которую указывает северный полюс нашей планеты Земля. И зная, как найти на небосводе Полярную звезду, любой путешественник и мореплаватель сможет определить, где находится север и сориентироваться на местности.
Сверхновые звезды
Некоторые звезды в конце срока своей жизни вдруг начинают светиться в тысячи и миллионы раз ярче, чем обычно, и выбрасывают в окружающее пространство огромные массы вещества. Принято говорить, что происходит взрыв сверхновой звезды. Свечение сверхновой постепенно затухает и в конце концов на месте такой звезды остается только светящееся облако. Подобная вспышка сверхновой наблюдалась древними астрономами Ближнего и Дальнего Востока 4 июля 1054 года. Затухание этой сверхновой длилось 21 месяц. Сейчас на месте этой звезды находится известная многим любителям астрономии Крабовидная туманность.
Подводя итог данному разделу, отметим, что
V. Виды звезд
Основная спектральная классификация звёзд:
Коричневые карлики
Коричневые карлики это тип звезд, в которых ядерные реакции никогда не могли компенсировать потери энергии на излучение. Долгое время коричневые карлики были гипотетическими объектами. Их существование предсказали в середине XX в., основываясь на представлениях о процессах, происходящих во время формирования звезд. Однако в 2004 году впервые был обнаружен коричневый карлик. На сегодняшний день открыто достаточно много звезд подобного типа. Их спектральный класс М - T. В теории выделяется ещё один класс - обозначаемый Y.
Белые карлики
Вскоре после гелиевой вспышки «загораются» углерод и кислород; каждое из этих событий вызывает сильную перестройку звезды и её быстрое перемещение по диаграмме Герцшпрунга - Рассела. Размер атмосферы звезды увеличивается ещё больше, и она начинает интенсивно терять газ в виде разлетающихся потоков звёздного ветра. Судьба центральной части звезды полностью зависит от её исходной массы: ядро звезды может закончить свою эволюцию как белый карлик (маломассивные звёзды), в случае, если её масса на поздних стадиях эволюции превышает предел Чандрасекара - как нейтронная звезда (пульсар), если же масса превышает предел Оппенгеймера - Волкова - как чёрная дыра. В двух последних случаях завершение эволюции звёзд сопровождается катастрофическими событиями - вспышками сверхновых.
Подавляющее большинство звёзд, и Солнце в том числе, заканчивают эволюцию, сжимаясь до тех пор, пока давление вырожденных электронов не уравновесит гравитацию. В этом состоянии, когда размер звезды уменьшается в сотню раз, а плотность становится в миллион раз выше плотности воды, звезду называют белым карликом. Она лишена источников энергии и, постепенно остывая, становится тёмной и невидимой.
Красные гиганты
Красные гиганты и сверхгиганты - это звёзды с довольно низкой эффективной температурой (3000 - 5000 К), однако с огромной светимостью. Типичная абсолютная звёздная величина таких объектов?3m-0m(I и III класс светимости). Для их спектра характерно присутствие молекулярных полос поглощения, а максимум излучения приходится на инфракрасный диапазон.
Переменные звёзды
Переменная звезда - это звезда, за всю историю наблюдения которой хоть один раз менялся блеск. Причин переменности много и связаны они могут быть не только с внутренними процессами: если звезда двойная и луч зрения лежит или находится под небольшим углом к полю зрения, то одна звезда, проходя по диску звезды, будет его затмевать, также блеск может измениться, если свет от звезды пройдет сквозь сильное гравитационное поле. Однако в большинстве случаев переменность связана с нестабильными внутренними процессами. В последней версии общего каталога переменных звезд принято следующее деление:
Эруптивные переменные звёзды
- это звёзды, изменяющие свой блеск в силу бурных процессов и вспышек в их хромосферах и коронах. Изменение светимости происходит обычно вследствие изменений в оболочке или потери массы в форме звёздного ветра переменной интенсивности и/или взаимодействия с межзвёздной средой.
Пульсирующие переменные звёзды
- это звёзды, показывающие периодические расширения и сжатия своих поверхностных слоёв. Пульсации могут быть радиальными и не радиальными. Радиальные пульсации звезды оставляют её форму сферической, в то время как не радиальные пульсации вызывают отклонение формы звезды от сферической, а соседние зоны звезды могут быть в противоположных фазах.
Вращающиеся переменные звёзды
- это звёзды, у которых распределение яркости по поверхности неоднородно и/или они имеют неэлипсоидальную форму, вследствие чего при вращении звёзд наблюдатель фиксирует их переменность. Неоднородность яркости поверхности может быть вызвана наличием пятен или температурных или химических неоднородностей, вызванных магнитными полями, чьи оси не совпадают с осью вращения звезды.
Катаклизмические (взрывные и новоподобные) переменные звёзды
. Переменности этих звёзд вызвана взрывами, причиной которых являются взрывные процессы в их поверхностных слоях (новые) или глубоко в их недрах (сверхновые).
Затменно-двойные системы.
Оптические переменные двойные системы с жёстким рентгеновским излучением
Новые типы переменных
- типы переменности, открытые в процессе издания каталога и поэтому не попавшие в уже изданные классы.
Новые
Новая звезда - тип катаклизмических переменных. Блеск у них меняется не так резко, как у сверхновых (хотя амплитуда может составлять 9m): за несколько дней до максимума звезда лишь на 2m слабее. Количество таких дней определяет, к какому классу новых относится звезда:
Очень быстрые, если это время (обозначаемое как t2) меньше 10 дней.
Быстрые - 11
Существует зависимость максимума блеска новой от t2. Иногда эту зависимость используют для определения расстояния до звезды. Максимум вспышки в разных диапазонах ведет себя по-разному: когда в видимом диапазоне уже наблюдается спад излучения, в ультрафиолете все ещё продолжается рост. Если наблюдается вспышка и в инфракрасном диапазоне, то максимум будет достигнут только после того, как блеск в ультрафиолете пойдет на спад. Таким образом, болометрическая светимость во время вспышки довольно долго остается неизменной.
В нашей Галактике можно выделить две группы новых: новые диска (в среднем они ярче и быстрее), и новые балджа, которые немного медленнее и, соответственно, немного слабее.
Сверхновые
Сверхновые звёзды - звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Термином «сверхновые» были названы звёзды, которые вспыхивали гораздо (на порядки) сильнее так называемых «новых звёзд». На самом деле, ни те, ни другие физически новыми не являются, всегда вспыхивают уже существующие звёзды. Но в нескольких исторических случаях вспыхивали те звёзды, которые ранее были на небе практически или полностью не видны, что и создавало эффект появления новой звезды. Тип сверхновой определяется по наличию в спектре вспышки линий водорода. Если он есть, значит сверхновая II типа, если нет - то I типа
Гиперновые
Гиперновая - коллапс исключительно тяжёлой звезды после того, как в ней больше не осталось источников для поддержания термоядерных реакций; другими словами, это очень большая сверхновая. С начала 1990-х годов были замечены столь мощные взрывы звёзд, что сила взрыва превышала мощность взрыва обычной сверхновой примерно в 100 раз, а энергия взрыва превышала 1046 джоулей. К тому же многие из этих взрывов сопровождались очень сильными гамма-всплесками. Интенсивное исследование неба нашло несколько аргументов в пользу существования гиперновых, но пока что гиперновые являются гипотетическими объектами. Сегодня термин используется для описания взрывов звёзд с массой от 100 до 150 и более масс Солнца. Гиперновые теоретически могли бы создать серьёзную угрозу Земле вследствие сильной радиоактивной вспышки, но в настоящее время вблизи Земли нет звёзд, которые могли бы представлять такую опасность. По некоторым данным, 440 миллионов лет назад имел место взрыв гиперновой звезды вблизи Земли. Вероятно, короткоживущий изотоп никеля 56Ni попал на Землю в результате этого взрыва.
Нейтронные звёзды
У звёзд более массивных, чем Солнце, давление вырожденных электронов не может сдержать сжатие ядра, и оно продолжается до тех пор, пока большинство частиц не превратится в нейтроны, упакованные так плотно, что размер звезды измеряется километрами, а плотность в 280 трлн. раз превышает плотность воды. Такой объект называют нейтронной звездой; его равновесие поддерживается давлением вырожденного нейтронного вещества.
Любая звезда - желтая, голубая или красная - представляет собой раскаленный газовый шар. Современная классификация светил основывается на нескольких параметрах. К ним относится температура поверхности, размер и яркость. Цвет звезды, видимый ясной ночью, зависит главным образом от первого параметра. Самые горячие светила голубые или даже синие, самые холодные — красные. Желтые звезды, примеры которых названы ниже, занимают среднее положение по шкале температуры. В число этих светил входит и Солнце.
Различия
Тела, нагретые до разных температур, излучают свет с неодинаковой длинной волны. От этого параметра и зависит определяемый глазом человека цвет. Чем короче длина волны, тем горячее тело и тем ближе его цвет к белому и голубому. Справедливо это и для звезд.
Красные светила самые холодные. Температура их поверхности достигает лишь 3 тысяч градусов. Звезда желтая, как наше Солнце, уже горячее. Ее фотосфера нагревается до 6000º. Белые светила раскалены еще сильнее — от 10 до 20 тысяч градусов. И, наконец, голубые звезды являются самыми горячими. Температура их поверхности достигает от 30 до 100 тысяч градусов.
Общие характеристики
Особенности желтого карлика
Небольшие по размерам светила характеризуются внушительной продолжительностью жизни. этого параметра — 10 млрд лет. Солнце сейчас располагается примерно на середине жизненного цикла, то есть до схода с Главной последовательности и превращения в красного гиганта ему осталось около 5 миллиардов лет.
Звезда, желтая и относящаяся к типу «карлики», имеет размеры, сходные с солнечными. Источник энергии таких светил — синтез гелия из водорода. На следующую стадию эволюцию они переходят после того, как в ядре заканчивается водород и начинается горения гелия.
Помимо Солнца к желтым карликам относится А, Альфа Северной Короны, Мю Волопаса, Тау Кита и другие светила.
Желтые субгиганты
Звезды, похожие на Солнце, после исчерпания водородного топлива, начинают изменяться. Когда в ядре загорится гелий светило расширится и превратится в Однако эта стадия наступает не сразу. Сначала гореть начинают внешние слои. Звезда уже сошла с Главной последовательности, но еще не расширилась — она находится на стадии субгиганта. Масса такого светила обычно варьируется от 1 до 5
Стадию желтого субгиганта могут проходить и более внушительные по размерам звезды. Однако для них эта стадия меньше выражена. Самый известный субгигант на сегодня — это Процион (Альфа Малого Пса).
Настоящая редкость
Желтые звезды, названия которых приводились выше, относятся к довольно распространенным во Вселенной типам. Иначе дела обстоят с гипергигантами. Это настоящие исполины, считающиеся самыми тяжелыми, яркими и крупными и одновременно обладающими самой короткой продолжительностью жизни. Большинство известных гипергигантов относятся к ярким голубым переменным, однако встречаются среди них белые, желтые звезды и даже красные.
В число таких редких космических тел относится, например, Ро Кассиопеи. Это желтый гипергигант, по светимости в 550 тысяч раз опережающий Солнце. От нашей планеты она удалена на 12 000 В ясную ночь ее можно увидеть невооруженным глазом (видимый блеск — 4,52m).
Сверхгиганты
Гипергиганты — частный случай сверхгигантов. В число последних также входят желтые звезды. Они, по мнению астрономов, являются переходной стадией эволюции светил от голубого к красному сверхгиганту. Тем не менее в стадии желтого сверхгиганта звезда может просуществовать достаточно долго. Как правило, на этом этапе эволюции светила не погибают. За все время изучения космического пространства было зафиксировано только две сверхновых, порожденных желтыми сверхгигантами.
К таким светилам относят Канопус (Альфа Киля), Растабан (Бета Дракона), Бету Водолея и некоторые другие объекты.
Как видно, каждая звезда, желтая подобно Солнцу, обладает специфическими характеристиками. Однако у всех есть и нечто общее — это цвет, являющийся результатом нагрева фотосферы до определенных температур. Помимо названных, к подобным светилам относят Эпсилон Щита и Бету Ворона (яркие гиганты), Дельту Южного Треугольника и Бету Жирафа (сверхгиганты), Капеллу и Виндемиатрикс (гиганты) и еще множество космических тел. Нужно заметить, что цвет, обозначаемый в классификации объекта, не всегда совпадает с видимым. Происходит это потому, что истинный оттенок света искажается из-за газа и пыли, а также после прохождения через атмосферу. Для определения цвета астрофизики используют аппарат спектрограф: он дает значительно более точную информацию, чем человеческий глаз. Именно благодаря ему ученые могут различить голубые, желтые и красные звезды, удаленные от нас на огромные расстояния.
Звезды разного цвета
Наше Солнце - бледно-желтая звезда. Вообще цвет звезд - потрясающе разнообразная палитра красок. Одно из созвездий так и называется «Шкатулка с драгоценностями». По черному бархату ночного неба рассыпаны сапфирные, голубые звезды. Между ними, в середине созвездия, находится яркая оранжевая звезда.
Различия в цвете звезд
Различия в цвете звезд объясняются тем, что звезды имеют разную температуру. Вот отчего это происходит. Свет - это волновое излучение. Расстояние между гребнями одной волны называется ее длиной. Волны света очень коротки. Насколько? Попробуйте разделить дюйм на 250000 равных частей (1 дюйм равен 2,54 сантиметра). Несколько таких частей составят длину световой волны.
Несмотря на столь ничтожную длину световой волны, малейшая разница между размерами световых волн резко меняет цвет картинки, которую мы наблюдаем. Это происходит от того, что световые волны различной длины воспринимаются нами как разные цвета. Например, длина волны красного цвета в полтора раза больше, чем длина волны синего. Белый цвет - это луч, состоящий из фотонов световых волн различной длины, то есть из лучей разного цвета.
Из повседневного опыта нам известно, что цвет тел зависит от их температуры. Положите в огонь железную кочергу. Нагреваясь, она сначала приобретает красный цвет. Затем она покраснеет еще больше. Если бы кочергу можно было нагреть еще сильнее, не расплавив ее, то из красной она превратилась бы в оранжевую, потом в желтую, потом в белую и наконец, в сине-белую.
Посмотрите на ночное небо, какие бывают звёзды. В ясные, темные ночи с нормальным зрением, вы можете видеть тысячи звезд, некоторые из них едва заметны, другие светят так ярко, что их видно, когда небо еще синее! Почему же некоторые звёзды ярче, чем другие?
По двум причинам. Одни просто ближе к нам, а другие, хоть и далеко, но размер их невообразимо велик. Давайте взглянем на небольшой участок южного неба.
Альфа Центавра
(жёлтая), является одной из самых ярких звезд в ночном небе, она похожа на наше , только немного крупнее и ярче, и имеет примерно такой же цвет. Причина её яркости в том, что она находится (по космическим меркам) очень близко к нам: всего 4,4 световых года.
Но посмотрите на вторую по яркости звезду (чуть выше синяя), известную как Бета Центавра.
Бета Центавра на самом деле не соседка Альфа Центавра. Хотя желтая звезда и находится всего 4,4 световых годах от Земли, то Бета Центавра, расположена в 530 световых годах от Земли, или более чем в 100 раз дальше!
Почему же тогда Бета Центавра светит почти так же ярко, как и Альфа Центавра? Да потому, что это другой тип звезды! Какие бывают звёзды, если мы посмотрим по цвету. Жёлтая Альфа Центавра "G-типа", так же, как наше Солнце. А Бета Центавра является одной из голубых звезд, и относится к "В-типу" звезд.
Каждая звезда имеет 5 основных параметров: 1. Светимость, 2. Цвет, 3. Температура, 4. Размер, 5. масса. Эти характеристики существенно зависят друг от друга. Цвет зависит от температуры звезды, интенсивность зависит от температуры и размеров.
Цвет и температура звезды
Несмотря на оттенки, звезды имеют три основных цвета: красный, желтый и синий. Наше Солнце является одной из желтых звезд. Цвет зависит от её температуры. Температура жёлтых звезд на поверхности достигает 6000° С. Красные звёзды холоднее температура их поверхности от 2000° С до 3000° С. А самыми горячими считаются голубые звёзды, от 10 000° С до 100 000° С.
